數(shù)控機床控制系統(tǒng)中并非單純的軌跡及定位控制，往往還有一些機床的邏輯動作需要相應(yīng)的控制，這就要求在機床的電氣控制中既有數(shù)字控制系統(tǒng)NC又有邏輯控制系統(tǒng)PLC，兩者之間實現(xiàn)信息交換有多種方法。本文介紹了在實際設(shè)計、研制半自動提速鐵路軸承內(nèi)、外滾道超精機項目中，數(shù)控系統(tǒng)在機床伺服電機進給數(shù)控程序和機床其他動作的PLC程序控制兩者之間的通信聯(lián)絡(luò)方法，此方法能有效地將上述兩者的控制結(jié)合起來。該機床目前已制造完成用于軸承生產(chǎn)加工中，實踐證明，該方法簡單、實用，效果良好。

1 數(shù)控系統(tǒng)簡介

　　數(shù)控系統(tǒng)中，執(zhí)行數(shù)控NC功能的NCK軟件程序和執(zhí)行邏輯功能的PLC程序，需由用戶根據(jù)機床的實際情況加以編制。軟件設(shè)計中，主控程序是NcK軟件程序；機床邏輯動作由NCK軟件程序輸出給PLc的輔助功能來完成。

　　1.1 輸出給PLC的輔助功能

　　輔助功能又稱M功能或M指令，是控制機床加工操作時作一些輔助動作的開／關(guān)功能，其主要用于機床加工時的工藝性指令，靠繼電器的通斷來實現(xiàn)其控制過程。輔助功能M代碼是以地址M為首后跟2位數(shù)字組成，共100種(M00一M99)。機床上的各種開關(guān)操作可以通過零件程序中的M功能指令激活。M功能在使用時，每個程序段可以有5個M指令。M指令的值從O到99，為整數(shù)。其中少數(shù)幾個M指令已經(jīng)由系統(tǒng)生產(chǎn)廠商設(shè)置了一些固定功能，具體參見表1，其余部分可供機床生產(chǎn)廠商使用。

表1M功能表

　　1.2 PLC向NCK傳送的信號

　　PLC用戶程序和NcK(數(shù)控核心)之間通過不同的數(shù)據(jù)區(qū)可進行信號和數(shù)據(jù)的交換，PLC用戶程序與交換無關(guān)，對使用者來說這是自動進行的。PLC／NCK的控制信號和狀態(tài)信號會循環(huán)刷新。信號分為普通信號、運行方式信號、通道信號和進給軸／主軸信號。其中，在PLC-NcK的通道控制信號中，3200的PLC變量中的V32000006．1是讀入使能禁止信號，其含義及使用方法如表2所示。

　　從表2可以看到，當對V32000006．1置“1”，禁止下一個程序段的數(shù)據(jù)傳送到插補器，這時NC程序處于停止等待狀態(tài)；當對v32000006．1復(fù)位清“0”，下一個程序段的數(shù)據(jù)傳輸給插補器，這時NC程序開始繼續(xù)執(zhí)行該下一程序段，因此，通過對v32000006．1的置“1”和復(fù)位清“0”就可以實現(xiàn)對NC程序段的運行控制。在機床設(shè)計中，某些情況下只有結(jié)束輔助功能才可以執(zhí)行下一個NC程序段，因此，這時可以通過禁止讀入信號阻止程序段的自動轉(zhuǎn)換執(zhí)行。

2 應(yīng)用實例

　　半自動提速鐵路軸承內(nèi)、外滾道超精機的自動控制中，具有一個往復(fù)進給軸，由數(shù)控系統(tǒng)的進給軸輸出接口控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)，再由驅(qū)動系統(tǒng)控制交流伺服電動機，從而控制機床的進給軸往復(fù)進給運動，其余的電動機或動作由PLC輸出，通過控制繼電器或電磁閥來控制，其動作流程圖如圖1所示。

圖1滾道超精機動作流程圖

　　超精機動作流程(圖1)中，所有的機床動作除了往復(fù)進給運動和工作軸電動機的粗、精超啟動及停止由數(shù)控程序控制外，其余所有的機床動作皆以M功能的形式由數(shù)控程序輸出到PLC。從動作流程圖可以看出，芯軸插人、油石跳進等動作的命令輸出后，不能馬上執(zhí)行下一個NC程序段，需等動作到位后才能繼續(xù)NC程序，這時可在PLC程序中加入傳送給NCK的讀入禁止命令，停止NC程序的繼續(xù)向下執(zhí)行，直到該動作完成后，再由PLC向NCK發(fā)出讀入使能命令，NC才能繼續(xù)控制程序的執(zhí)行。

　　這里，以油石跳進動作為例來加以說明。輔助功能M16是油石跳進命令，數(shù)控程序命令為在N20語句的程序命令中，油石跳迸命令以輔助功能M16形式給出，N30和N35語句的程序命令是進行超精加工的伺服電動機往復(fù)進給控制命令，從滾道超精機動作流程圖可知，數(shù)控系統(tǒng)在發(fā)出油石跳進命令后，不能馬上執(zhí)行超精加工的伺服電動機往復(fù)進給數(shù)控動作，必須等到油石跳進到位開關(guān)動作后才能執(zhí)行下面的N30和N35動作。正常情況下，NCK是一條接一條連續(xù)地讀人數(shù)控程序命令并往下執(zhí)行的，執(zhí)行速度很快，在發(fā)出M功能指令后，NC緊接著就執(zhí)行下一句程序段，這時PLC接受到的M功能指令可能還未來得及執(zhí)行，數(shù)控程序已繼續(xù)向下執(zhí)行了。而機床要求NcK在執(zhí)行完N20語句后，不能馬上執(zhí)行N30語句，因此，在PLC接收到NcK發(fā)來的M16命令后，可以通過PIJC梯形圖(圖2)，首先將PLC-NcK的通道控制信號中的v32000006．1設(shè)置為讀人使能禁止，禁止下一個程序段的數(shù)據(jù)傳送到插補器，這樣，NcK不再執(zhí)行下面的N30語句，當油石跳進動作完成，油石跳進到位開關(guān)動作后，取消讀人使能禁止，允許NcK讀入程序即v32000006．1設(shè)置為讀入使能，NcK再繼續(xù)執(zhí)行N30語句。

圖2油石跣進動作相關(guān)梯形圖

3 結(jié)束語

　　在設(shè)計制造的半自動提速鐵路軸承滾道超精機中，使用上述方法，利用PLC_NCK的通道控制信號中的PLC變量V32000006．1，即讀人使能禁止信號，實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序NC和邏輯控制程序PLc的聯(lián)絡(luò)，方法簡單、可靠、實用。